本文件描述了热流法测定木材导热系数的试验仪器、试样、试验步骤、结果计算以及试验报告。本文件适用于木材径向、弦向、纵向导热系数的测定。

ICS 79.040
CCS B 68
中华人民共和国国家标准
GB/T424832023
木材导热系数的测定
热流法
Determination of thermal conductivity of wood-Heat flow method2023-03-17发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-03-17实施
GB/T42483—2023
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
试验仪器
5.1试验仪器示意图
加热系统和冷却系统
热流计板
试样夹持系统
尺寸及平整度
含水率
试验步骤
测试前试样尺寸和质量测量
试样安装
调节平衡
导热系数的测量
7.5测试后试样尺寸、质量、含水率和密度的测定8结果计算
8.1常规计算
特定计算
试验报告
GB/T42483—2023
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热流法
木材导热系数的测定
GB/T42483—2023
本文件描述了热流法测定木材导热系数的试验仪器、试样、试验步骤、结果计算以及试验报告。本文件适用于木材径向、弦向、纵向导热系数的测定2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
1927.2一2021无疵小试样木材物理力学性质试验方法第2部分：取样方法和一般要求GB/T
1927.4一2021无疵小试样木材物理力学性质试验方法第4部分：含水率测定GB/T1927.5一2021无疵小试样木材物理力学性质试验方法第5部分：密度测定GB/T4132绝热材料及相关术语
3术语和定义
木材性质术语
GB/T4132、LY/T1788界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
热流量
heat flow rate
一定面积的物体两侧存在温差时，单位时间内由导热、对流、辐射方式通过该物体所传递的热量，如式（1)所示。
p=dQ/dt
注：热流量的单位为瓦(W)。
[来源：GB/T4132—2015,2.8.2]3.2
densityof heatflowrate
热流密度
垂直于热量方向的单位面积热流量(3.1)，如式(2)所示。q-dp/dA
注：热流量密度的单位为瓦每平方米(W/m)。[来源：GB/T4132—2015,2.8.3]3.3
导热系数thermalconductivity
材料导热特性的一个物理指标。数值上等于热流密度(3.2)除以负温度梯度，如式(3)所示。(1)
GB/T424832023
注：导热系数的单位为瓦每米开[W/(m·K)]。[来源：GB/T4132—2015,2.8.5]3.4
2=-q/gradT
木材径向、弦向或纵向的导热系数thermal conductivity of wood inradial，tangential orlongitudinaldi-rection
入，入，入
热流量（3.1）由热端面流向冷端面的方向分别沿木材径向、弦向或纵向方向进行测量时所获得的导热系数（3.3）。
4原理
热流法是在稳定状态下，单向热流垂直流过板状试样；热端和冷端热流计板通过自身已知的导热系数、热电偶距离、热电偶和端面距离及所测温度、断面面积计算出经过两热流计的热流量和试样热端面和冷端面温度，再用其热、冷端热流量的平均值作为流经木材试样的热流量，计算出试样的导热系数。5试验仪器
5.1试验仪器示意图
试验仪器示意如图1所示，
加热系统
热端热流计板(212)
水材试样
冷端热流计板(Aa)
冷却系统
热电偶1,T
热电偶2,T
热端面，
冷端面，T
热电偶3,T
二热电偶4,T，
图1试验仪器示意图
5.2加热系统和冷却系统
加热系统可以是可控功率的电加热设备或可控温流体循环设备：冷却系统通常是可控温流体循环设备。温度控制误差应控制在土0.5℃。5.3热流计板
由热端热流计板和冷端热流计板组成。要求由导热性能良好的材料制作，其导热系数应不低于50
W/(mK);表面平整度应控制在0.25mm/m以内，每个热流计板表面各点温度差不大于稳定状态GB/T42483—2023
下试样两面温差的2%，且最大不应大于0.5℃。热电偶温度测量应精确到稳定状态下试样两面温差的1%，最大不大于0.5℃。
5.4试样夹持系统
试样夹持系统应保证试样与热端热流计板和冷端热流计板的紧密接触。6试样
6.1锯解
6.1.1径向方向和弦向方向导热系数测量用试样的锯解，其取样方向按照GB/T1927.2一2021中第4章径向和弦向试样的锯解方案。6.1.2纵向试样的两个面应和木材纹理方向垂直。6.2数量
试样数量应符合GB/T1927.2—2021中5.1的要求。6.3尺寸及平整度
试样幅面尺寸应不小于热流面测量面的50%，厚度不小于10mm。试样两个面的平整度应控制在0.50mm/m以内。
6.4含水率
6.4.1试样可为气干材或绝干材。注：其他含水率的试样导热系数受含水率的影响，结果只作为参考。6.4.2气干材在测定前要在相对湿度为(65土5)%和温度为(20土2)℃条件下进行含水率平衡处理，直到质量恒定。质量变化8h间隔不超过0.2%即可认为质量恒定。6.4.3绝干材试样应进行绝干处理，干燥后不应出现干燥缺陷。干燥8h间隔称量之差不超过0.2%，即认为试样达到绝。
7试验步骤
7.1测试前试样尺寸和质量测量
用精确度不低于0.05mm的仪器测量长度、宽度和厚度4次以上，取其平均值作为试样尺寸。质量的测量应精确到0.01g。
注：对于导热系数测量设备具有厚度测量功能的，用精度不低于0.05mm的仪器对测量结果进行校对，校对后采用导热系数测量设备进行厚度测量，7.2试样安装
对试样施加一定的压力，使木材表面和热流计板紧密接触，压力不超过2.5kPa。7.3调节平衡
宜以室温（20℃土5℃）为基准，设立并调节加热系统和冷却系统温度，使木材试样热端面和冷端面温差不低于10℃。热端面温度和冷端面温度分别宜为室温加上或减去热端面和冷端面温差的一半。3
GB/T42483—2023
注：导热系数可能因为测量温差不同而有所变化。除非另有要求，平均温度以室温为基准设立。7.4导热系数的测量
达到稳定状态后，记录图1所示4个热电偶的温度(T1、T2、T3和T4），试验即可结束。所谓稳定状态是指主加热板功率不变的情况下，30min内试样表面温度波动不大于试样两面温差的1%，且最大不大于1℃。
7.5测试后试样尺寸、质量、含水率和密度的测定用7.1相同的方法测量测试后试样的尺寸和质量，然后截取约20mmx20mmx20
mm的试
样，按GB/T1927.4—2021中第7章和GB/T1927.5—2021中第6章规定进行试样含水率和密度的测定。厚度不足20mm时，采用板子的实际厚度。8结果计算
8.1常规计算
8.1.1热流量密度
按式(4)～式(6)计算，取两位有效数字。AE×(T,T.)
式中：
T1 -T2
(℃);q
×(T,-T)
912+9s
热端热流量密度，单位为瓦每平方米(W/m2);热端热流计板的导热系数，单位为瓦每米开[W/(m·K)];热端热电偶1和热电偶2之间沿热流方向的距离，单位为米(m)；热端热电偶1和电热偶2的温度差，单位为摄氏度（℃）；冷端热流量密度，单位为瓦每平方米(W/m2);冷端热流计板导热系数，单位为瓦每米开[W/(m·K)]：冷端热电偶3和热电偶4之间沿热流方向的距离，单位为米(m)；冷端热电偶3和电热偶4的温度差，单位为摄氏度一木材试样热流量密度，单位为瓦每平方米(W/m2)8.1.2木材热、冷端面温度
按式(7)和式(8)计算。
式中：
T- =T+ +
d×(T,-T.)
X(T, T,)
试样热端面温度，单位为摄氏度（℃）；TH—
.··(8)
热电偶2温度，单位为摄氏度（℃）：热端热电偶2和试样热端面之间沿热流方向的距离，单位为米一热端热电偶1和热电偶2之间沿热流方向的距离，单位为米(m);d12-
热电偶1温度，单位为摄氏度（℃）；-试样冷端面温度，单位为摄氏度（℃）；Tc--
热电偶3温度，单位为摄氏度（℃）；冷端热电偶4和试样冷端面之间沿热流方向的距离，单位为米(m)；一冷端热电偶3和热电偶4之间沿热流方向的距离，单位为米(m)；d3 4
热电偶4温度，单位为摄氏度（℃）。8.1.3导热系数
按式(9)计算，精确至0.01W/(mK)。q.d
式中：
入一一木材的导热系数，单位为瓦每米开[W/(m·K)];q
木材试样热流量密度，单位为瓦每平方米（W/m2）；试样的初始厚度，单位为米(m)；TH一试样热端面温度，单位为摄氏度（℃）；Tc-
试样冷端面温度，单位为摄氏度（℃）。8.2特定计算
GB/T42483—2023
特定计算是指图1中热端热流计板和冷端热流计板为同型号，且其中的1个热电偶位于热流计板边缘上，即和木材试样表面接触的地方。设定热流计的导热系数为入m,即入12=入34=入m;热电偶之间的距离为dm，即d1 2 =d3 4=dm,d2 = dc3 =0。
木材导热系数按式(10)计算，精确至0.01W/m.K)。^u × d × (T, T,) +(T, T,)2d
式中：
入一木材的导热系数，单位为瓦每米开[W/(m·K)];2M
-热流计的导热系数，单位为瓦每米开[W/(m·K)];试样的初始厚度，单位为米(m)；热电偶之间的距离，单位为米(m);T1-——热电偶1测量的温度，单位为摄氏度（℃）；T2 -免费标准bzxz.net
9试验报告
热电偶2测量的温度，单位为摄氏度（℃）；热电偶3测量的温度，单位为摄氏度（℃）；热电偶4测量的温度，单位为摄氏度（℃）。·（10）
9.1测定所用的标准的编号，即GB/T42483—20235
GB/T42483—2023
9.2试样树种，测试方向，尺寸。9.3测试时热端面和冷端面的温度、试样的平均温度。9.4按第8章计算的结果和相关的统计数据。9.5试样的含水率和密度数据，测试前后质量和体积变化（如有）。9.6测量的时间、地点、测量人或测试机构的名称，实验室温度、相对湿度。6
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